《多媒體通信技術基礎》

多媒體通信技術基礎 內容簡介

本書是教育部“高等教育面向21世紀教學內容和課程體系改革計畫”的研究成果，是面向21世紀課程教材，並被列為普通高等教育“九五”國家級重點教材。作者系統全面地分析了多媒體技術出現以來，世界各國發表的最具代表性的文獻和研究成果，綜合成多媒體技術的特徵、視覺特性和彩色電視信號、數據壓縮的基本技術、恆定速率多媒體信息的編碼、多媒體同步、多媒體傳輸網路、多媒體通信終端與系統、視頻數據的分組傳輸、多媒體資料庫等九章。
本書是迄今為止國內外已有的有關多媒體技術書籍中，在內容上論述最全面，與教學、科研、生產結合得最緊密的書。作者在寫作時力求思維邏輯嚴密，敘述深入淺出，有的章甚至反覆修改過8稿。
本書的取材與寫作意向，除了作為高等學校電子信息、計算機通信等專業有關“多媒體通信”課程教材以外，同時也兼顧了工作在電視台、通信企業或業務相關的研究單位以及公司中從事市場定位、研究開發等方面的已具有學士、碩士和博士學位的工程技術人員提高業務的需要。
本書是迄今為止國內外已有的有關多媒體技術書籍中，在內容上論述最全面、與教學、科研、生產結合得最緊密的書，作者在寫作時力求思維邏輯嚴密、敘述深入淺出，有的章甚至反覆修改過8稿。
本書的取材與寫作意向，除了作為高等學校電子信息、計算機通信等專業有關"多媒體通信"課程教材以外，同時也兼顧了工作在電視台、通信企業或業務相關的研究單位以及公司中從事市場定位、研究開發等方面的已具有學士、碩士和博士學位的工程技術人員提高業務的需要。

多媒體通信技術基礎 本書前言

多媒體技術是通信、廣播電視和計算機技術經過長期地發展，相互融合、相互滲透而形成的三位一體的一門嶄新的技術，並從20世紀90年代開始迅速發展起來。與此相應，有關多媒體的資料和書籍以洶湧之勢大量的出現。在社些書籍中，有的是科研或工程技術人員寫的，作者根據自己所熟悉、所從事的研究，將某一方面的技術寫得很深，而其他方面則往往講述得較為簡單，有的在內容上並沒有經過作者認真地消化、提練，僅僅是將收集到的資料羅列到一起，這類書籍讀者閱讀起來很困難。鑒於這種情況，前郵電部和教育部(先後在兩個部立項)希望作者能寫出一本銷好一點的教科書，能夠為多數高等院校所採用。
但凡伴隨一門新技術的出現而形成的好的教科書，如20世紀70年代以來先後出現的數位訊號處理、數字圖像處理和模式識別等，作者差不多都需要首先閱讀這個技術領域中絕大多數有代表性的論文、書籍、經過自己的理解、消化、提煉，分門別類，使其系統化、然後再作用作者自己的語言，儘量地通俗、簡繁適當地寫出來，我們只是朝著這個方向努力地去做。
本書的基礎是過去5年中，作者在北京郵電大學及國內其它地方講課用的講稿。該講稿隨著多媒體技術的發展，每年都在增減、變化。至1999年開始正式定稿時，每一章都又經過較大幅度地增補與修改。
本書選材時儘量兼顧本科生、研究生教學兩方面的需要，以及在電視台、各通信單位、通信公司中從事研究開發的工程技術人員掌握多媒體技術的需要。第一章曾反覆推敲、改寫了許多遍，以期儘量地通俗，使負責企業管理或技術單位的行政領導也能看得懂，能掌握多媒體技術的基本特徵，從而正確地把握本單位的發展方向，準確地使用資金。而在高等院校的教學中，這一章可讓學生自學。在使用本教材時，可根據本校、本系的特點，選擇書中的某幾章作為本科生、研究生都需要修的內容，其餘的幾章則是僅對研究生開課的內容。為了加深理解和拓展各章中的內容，每章之後都附有一定數量的習題。
由於信息技術發展的日新月異，根據作者幾年來為研究生授課的經驗，建議每年根據當前技術發展的最新動態，向學生推薦20-40篇文獻閱讀，並由學生從中選出自己最感興趣的2-3篇，寫出讀書報告，由老師評閱。

多媒體通信技術基礎 本書目錄

目 錄
第1章 概論――多媒體技術的特徵
1.1 概述
1.2 多媒體的概念與含義.
1.3 多媒體產生的技術背景.
1.3.1 圖像壓縮編碼技術的成熟.
1.3.2 大規模積體電路技術的發展.
1.3.3 大容量數字存儲技術的發展.
1.4 多媒體計算機、多媒體終端和多媒體通信系統
1.4.1 多媒體計算機.
1.4.2 多媒體通信終端.
1.4.3 多媒體通信系統.
1.5 多媒體通信系統的類型、特點及其相關業務
1.5.1 獨立商亭式系統.
1.5.2 多媒體信息檢索與查詢.
1.5.3 多媒體會議與協同工作.
1.5.4 點播電視.
1.5.5 多媒體信件.
1.6 信息高速公路.
習題.
參考文獻.
第2章 視覺特性和彩色電視信號
2.1 人眼的視覺特性.
2.1.1 圖像的對比度與視覺的對比度靈敏度特性
2.1.2 空間頻率與視覺的空間頻率回響.
2.1.3 視覺的時間域回響.
2.1.4 彩色的計量和彩色視覺.
2.2 彩色電視信號.
2.2.1 掃描――空間頻率與時間頻率的轉換.
2.2.2 隔行掃描與逐行掃描.
2.2.3 電視信號的頻寬.
2.2.4 彩色空間的處理.
2.2.5 全彩色電視信號.
2.3 彩色電視信號的數位化.
2.3.1 分量電視信號的數位化.
2.3.2 複合電視信號的數位化.
習題.
參考文獻.
第3章 數據壓縮的基本技術
3.1 概述.
3.2 數據壓縮的理論依據.
3.2.1 離散信源的信息熵.
3.2.2 信源的機率分布與熵的關係.
3.2.3 信源的相關性與序列熵的關係.
3.3 信息率�彩д胬礪奐蚴�.
3.3.1 通信系統的一般模型.
3.3.2 信息率�彩д婧�數.
3.3.3 限失真信源編碼定理.
3.4 取樣頻率的轉換.
3.4.1 整數比率轉換.
3.4.2 分數比率轉換和變比率轉換.
3.5 預測編碼.
3.5.1 差分脈衝編碼調製.
3.5.2 序列圖像中運動矢量的估值.
3.5.3 具有運動補償的幀間預測.
3.5.4 具有運動補償的幀間內插.
3.6 正交變換編碼.
3.6.1 線性正交變換.
3.6.2 離散餘弦變換.
3.7 子帶編碼.
3.7.1 子帶編碼工作原理.
3.7.2 正交鏡像濾波器組.
3.7.3 時域消除混疊的變換編碼.
3.8 量化.
3.8.1 均勻量化器.
3.8.2 非均勻量化器.
3.8.3 最小熵量化器.
3.8.4 自適應量化.
3.8.5 dpcm預測誤差信號的量化.
3.8.6 DCT係數的量化.
3.8.7 子帶信號的量化.
3.9 熵編碼.
3.9.1 熵編碼的基本概念.
3.9.2 霍夫曼編碼.
3.9.3 算術編碼.
3.10 壓縮編碼算法性能的評價.
習題.
參考文獻.
第4章 恆定速率多媒體信息的編碼
4.1 典型的視頻編碼器和解碼器.
4.1.1 編碼器與解碼器結構.
4.1.2 圖像信號的預處理.
4.1.3 編碼過程.
4.1.4 運動估值/補償模式.
4.2 速率控制.
4.2.1 速率控制策略.
4.2.2 視頻快取證實器.
4.3 圖像壓縮編碼的國際標準.
4.3.1 靜止圖像壓縮編碼標準JPEG.
4.3.2 視聽會議壓縮編碼標準H.261.
4.3.3 數字聲像存儲壓縮編碼標準MPEG1.
4.3.4 通用視頻圖像壓縮編碼標準MPEG2(H.262).
4.3.5 低比特率視聽會議壓縮編碼標準H.263
4.3.6 低比特率音頻與視頻對象壓縮編碼標準MPEG4
4.4 聲音壓縮編碼的國際標準.
習題.
參考文獻.
第5章 多媒體同步
5.1 多媒體數據.
5.1.1 連續媒體數據與靜態媒體數據.
5.1.2 多媒體數據內部約束關係.
5.1.3 多媒體數據的構成.
5.2 多媒體數據時域特徵表示.
5.2.1 時域場景和時域定義方案.
5.2.2 時域參考框架.
5.2.3 描述時域特徵的時間模型.
5.2.4 同步容限.
5.3 多媒體同步的四層參考模型.
5.4 分散式多媒體系統中的同步.
5.4.1 分散式多媒體系統結構.
5.4.2 同步規範的傳送.
5.4.3 影響多媒體同步的因素.
5.4.4 多級同步機制.
5.5 連續媒體內部的同步.
5.5.1 基於播放時限的同步方法.
5.5.2 基於快取數據量控制的同步方法.
5.6 媒體流之間的同步.
5.6.1 基於全局時鐘的時間戳方法.
5.6.2 基於反饋的流間同步方法.
5.6.3 基於流內同步的流間同步方法.
5.6.4 同步算法的比較.
習題.
參考文獻.
第6章 多媒體傳輸網路
6.1 概述.
6.2 多媒體信息傳輸對網路的要求.
6.2.1 性能指標.
6.2.2 網路功能.
6.2.3 服務質量.
6.3 網路類別.
6.3.1 電路交換網路和分組交換網路.
6.3.2 面向連線方式和無連線方式.
6.3.3 資源預留、資源分配和資源獨享.
6.4 電路交換廣域網對多媒體信息傳輸的支持.
6.4.1 電路交換網路.
6.4.2 多點控制單元.
6.5 區域網路對多媒體信息傳輸的支持.
6.5.1 傳統的共享介質區域網路.
6.5.2 傳統區域網路進行多媒體數據傳輸的性能
6.5.3 區域網路幀交換.
6.5.4 同步FDDI和優先權令牌環.
6.5.5 100 VG��AnyLAN乙太網和FDDI Ⅱ.
6.5.6 等時乙太網.
6.5.7 ATM區域網路.
6.5.8 區域網路性能的比較.
6.6 分組交換的廣域網對多媒體信息傳輸的支持.
6.6.1 X.25網.
6.6.2 幀中繼.
6.6.3 SMDS.
6.7 IP網對多媒體信息傳輸的支持.
6.7.1 傳統的IP網.
6.7.2 IP多播.
6.7.3 新一代IP協定(IP v6).
6.7.4 新出現的QoS保障機制.
6.8 ATM廣域網對多媒體信息傳輸的支持.
6.8.1 ATM原理.
6.8.2 ATM協定結構.
6.8.3 ATM服務類型和ATM適配層.
6.8.4 ATM性能.
6.9 寬頻IP網.
6.9.1 千兆位路由器與IP交換.
6.9.2 IP over SDH與波分復用.
6.9.3 千兆位乙太網.
6.10 寬頻用戶接入網.
6.10.1 數字用戶線路接入.
6.10.2 光纜接入.
6.10.3 光纜�餐�軸電纜混合接入.
習題.
參考文獻.
第7章 多媒體通信終端與系統
7.1 傳送層協定.
7.1.1 套用層分幀和集成層次處理.
7.1.2 網際網路傳送層協定.
7.1.3 實時傳送層協定RTP及RTCP.
7.1.4 實時流協定RTSP.
7.1.5 其它傳送層協定.
7.2 服務質量的保障.
7.2.1 端到端的QoS保障.
7.2.2 QoS規範.
7.2.3 QoS預備機制.
7.2.4 QoS控制機制.
7.2.5 QoS管理機制.
7.2.6 端到端QoS體系結構的研究.
7.3 視聽通信系統與終端.
7.3.1 視聽通信終端的一般框架.
7.3.2 N��ISDN視聽業務標準(H.320).
7.3.3 ATM視聽業務標準(H.310/H.321).
7.3.4 區域網路視聽業務標準(H.322/H.323).
7.3.5 公用電話網視聽業務標準(H.324).
7.3.6 H系列系統間的互通.
7.3.7 視聽系統的復接/分接標準.
7.3.8 視聽系統的通信控制協定.
7.4 協同計算與組通信.
7.4.1 協同計算的概念.
7.4.2 組通信.
7.4.3 套用共享控制.
7.4.4 會話管理.
習題.
參考文獻.
第8章 視頻數據的分組傳輸
8.1 概述.
8.2 變比特率視頻碼流的傳輸.
8.2.1 變比特率視頻編碼.
8.2.2 變比特率編碼的用戶/網路接口.
8.3 分層編碼與QoS過濾.
8.3.1 分層編碼的概念.
8.3.2 空間域可伸縮性編碼.
8.3.3 時間域可伸縮性編碼.
8.3.4 頻率域可伸縮性編碼.
8.3.5 信噪比可伸縮性編碼.
8.3.6 可伸縮性編碼的混合套用.
8.3.7 QoS過濾器.
8.4 接收與傳送時鐘的同步.
8.4.1 基於快取器充滿程度的方法.
8.4.2 基於時間戳的方法.
8.5 差錯控制.
8.5.1 誤碼和包丟失對已壓縮視頻信號的影響.
8.5.2 錯誤預防與補償技術.
8.5.3 魯棒編碼.
8.5.4 差錯隱藏.
8.5.5 檢錯與糾錯.
8.6 前向糾錯碼.
8.6.1 基本定義.
8.6.2 有限域.
8.6.3 線性分組碼.
8.6.4 漢明碼.
8.6.5 BCH碼.
8.6.6 RS碼.
8.6.7 卷積碼.
8.7 視頻信源模型.
8.7.1 概述.
8.7.2 視頻信源的統計特性.
8.7.3 自回歸過程模型.
8.7.4 馬爾柯夫過程模型.
習題.
參考文獻.
第9章 多媒體資料庫
9.1 概述.
9.2 多媒體資料庫系統.
9.2.1 多媒體資料庫系統的任務.
9.2.2 多媒體數據的特點.
9.2.3 多媒體套用對MMDBS的影響.
9.2.4 MMDBS的框架結構.
9.2.5 MMDBS中多媒體數據的形態.
9.2.6 MMDBMS的功能.
9.3 數據模型.
9.3.1 概述.
9.3.2 層次模型.
9.3.3 網狀模型.
9.3.4 關係模型.
9.3.5 關係數據模型的缺點.
9.3.6 語義模型.
9.3.7 複雜對象模型.
9.3.8 面向對象數據模型.
9.4 多媒體資料庫.
9.4.1 關係資料庫與多媒體資料庫.
9.4.2 面向對象資料庫與多媒體資料庫.
9.5 多媒體數據的物理存儲.
9.5.1 連續媒體的存儲伺服器.
9.5.2 磁碟調度算法.
9.5.3 接納控制.
9.5.4 媒體數據的排放方式.
9.5.5 連續媒體對象的層次化存儲.
9.6 多媒體查詢.
9.6.1 多媒體對象的檢索方式.
9.6.2 多媒體查詢.
9.6.3 多媒體對象的內容屬性及提取方式.
習題.
參考文獻
索引

多媒體通信技術基礎 文章節選

概論---多媒體技術的特徵

在技術發展史上，計算機、通信和廣播電視一直是三個互相獨立的技術領域，各自有著互不相同的技術特徵和服務範圍。但是，近幾十年來，隨著數位技術的發展，這三個原本各自獨立的領域相互滲透、相互融合，形成了一門嶄新的技術------多媒體。多媒體技術的最直接、最簡單的體現是配以以音效卡、視卡的多媒體計算機。它一出現立即在世界範圍內，在親職教育和娛樂方面得以廣泛的套用，並由此激發了小型雷射視盤(VCD和DVD)的迅速發展，促進了數位電視和高清晰度電視(HDTV)的迅速發展。多媒體技術的套用與發展，又反過來進一步加速了三個領域的融合，使多媒體通信成為通信技術今後發展的主要方向之一。
通過網路(區域網路、廣域網)提供多媒體信息服務，將導致信息領域的革命性發展。當多媒體通信業務像今天的電話業務這樣在社會上普及的時候，通信線路上要傳送的數據量將千百倍的增長。有能力傳送數據量如此巨大的主幹通信線路，自然就成為信息高速公路了。
有許多技術，從它們開始出現時就給人以清楚明了的概念，無論是技術專家還是平民百姓都不會混淆，例如電話技術、從最初用兩根電線把兩部簡陋的電話機連結起來實現遠距離通話時起它就被稱為電話技術，後來經歷了人工交換、步進制交換、程控交換，以至於發展到數字式行動電話，仍然是電話技術，多媒體技術所遇到的情況則沒有這樣簡單。使人們不容易清楚地建立起"什麼是多媒體"的概念的因素很多。首先，通信、計算機與彩色電視本來都是技術面寬而複雜的技術，由它們融合在一起而產生的多媒體技術，其技術覆蓋面自然就更寬、技術的交叉更為複雜。這就使得多媒體不能像其它諸如電話、電影、電視、汽車、馬車等事物那樣，一目了然。另一方面，為了經濟上或商業上的利益，某此商家把本來不屬於多媒體的技術說成是多媒體技術，人為地造成了概念上的混亂。此外，新聞報導中某些不準確的用詞也產生了概念上的誤導。例如，一篇文章給出結論是"多媒體技術在世界範圍內被炒得這樣厲害，而其實際價值無非是讓孩子們玩遊戲。"在這裡，作者錯誤地把多媒體計算機當成了多媒體技術的全部。在某農村中學接通了網際網路(Internet)，老師在學校內收到了兒子從北京發給他的電子郵件時，記者報導用的題目是"多媒體技術真好"。在這裡，記者把網際網路上的數據通信當成多媒體通信了，等等，由於上述種種原因，造成了這樣的一個局面："如果你向10個不同的人請教多媒體一詞的含義，你可能會得到10種不同的答案。"
今天，在這個多媒體技術迅速發展的時代，無論是對於負責技術管理的領導者，還是研究、開發的科學技術人員，弄清多媒體的依次都是重要的。
許多文章、書籍中，在解釋什麼是多媒體的時候往往試圖給它一個定義，結果是一個人一種說法，把讀者弄得更加糊塗。有鑒如此，希望本書的讀者不要把下一節的討論認為是給多媒體技術下的定義，而把它看作是認識這一新技術的開端。我們力圖用這一章的篇幅，使讀者對多媒體與多媒體技術建立起一個比較完整、全面的概念。本章討論中所涉及到的具體技術問題。將分別在後面的有關章節中深入討論。

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